• 전산구조공학
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• 제6권3호
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• pp.5-11
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• 1993

본문에서는 서해대교 사장교 설계의 경험을 기초로 사장교의 거동원리와 구조해석시 유의해야 할 몇가지 사항들에 대해서 기술하였다. 특히 강합성사장교의 주형해석시 바닥판과 강형의 모델링, 가설방법과 순서에 따른 명확한 이해와 이에 따른 구조계의 이상화, 시간경과에 따른 재료성질의 보다 엄밀한 구현 등이 설계에 미치는 영향과 중요성을 강조하였다. 사장교는 기존의 현수교에 비해 주형의 강성을 효율적으로 사용할 수 있고 미관이 탁월할 뿐 더러 주위환경에 따라 가설방법과 구조계를 변화시킬 수 있는 적응성이 뛰어나다. 이와 같은 측면 때문에 사장교는 현대 중.장대교량을 대표하는 형식으로 점차 그 영역을 넓혀가고 있다. 국내에서도 올림픽대교를 비롯한 몇개의 사장교가 건설되었으며 이와 같은 경험을 바탕으로 순수 국내기술에 의해 세계에서 10위권에 드는 장대사장교인 서해대교가 설계되기에 이르렀다. 이와 같은 경험의 조각들이 모여 국내 토목설계의 비약을 이룰 수 있는 전환점이 될 것임을 믿어 의심치 않는다.

• 전산구조공학
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• 제5권1호
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• pp.34-37
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• 1992

본 고에서는 풍하중을 받는 사장교의 진동을 제어할 목적으로 사용하는 TLD의 효과와 원리를 소개하였다. 사장교의 경우 완공 후 보다 시공중에 더 위험한 구조물이므로, 비록 완공후에 진동을 별도로 제어할 필요가 없는 경우라도 시공중에 일시적으로 진동제어를 할 경우에 편리하게 이용될 수 있다. TLD는 물의 수위를 변화시킴으로, 시공단계에 따라 변하는 사장교의 진동특성에 간편하고 효과적으로 대응할 수 있다. 아울러 교량의 노후나 설계오차 발생시에도 이에 따라 TLD의 특성의 수정이 용이하며, 구조적으로도 단순하기 때문에 유지관리가 간편한 장점이 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제10권6호
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• pp.113-123
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• 2006

사장교가 장경간으로 시공됨에 따라 대형화 되고 지진하중, 풍하중 및 차량하중 등 동적 하중에 의해 유발되는 진동현상에 취약한 단점이 나타난다. 이러한 하중 등에 의해 발생된 구조 손상은 구조물의 진동모드 특성에 영향을 미치게 된다. 기존의 정밀안전진단 기술을 이용하여 사장교의 구조 손상을 검색하고 평가하는 것은 상당한 비용과 시간이 소요될 뿐만 아니라 전체적인 구조거동 특성의 변화를 발견하기 어려울 것이다. 따라서 본 연구는 사장교에 대하여 구조손상 전의 진동모드 특성치와 구조손상 후의 진동모드 특성치를 이용하여 구조거동 특성의 변화를 검토하고 구조손상 검색을 수행하였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.70-70
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• 2011

사장교의 적용지간이 증가하여 초장대화하면서 구조안전성을 확보하기 위한 다양한 노력이 시도되고 있다. 본 연구에서는 현재까지 시도된 적이 없는 주경간 1,200m 사장교의 내풍안정성을 검토하기위하여 3차원공탄성 모형을 제작하고 풍동실험을 수행하였다.(그림1 참조) 실험대상 구조물은 내풍안정성 증대를 위해 유선형 박스거더를 채용하고 케이블이 거더와 함께 비틀림에 저항하도록 2면 케이블을 적용하였다. 구조적인 측면에서는 보강형 자중감소를 위해 전경간을 강박스로 계획하였으며 측경간에 부반력제어를 위한 Counter Weight을 적용하였다. 실험대상 구조물은 완성계, 가설계95%, 가설계50%, 가설계45%로 모형을 해체하면서 진행하였고 가설단계 별로 내풍케이블의 수량과 형상을 달리하여 내풍안정성 개선효과를 확인하고자 하였다. 3차원 풍동실험 결과 완성계에서 교량의 안전성에 심각한 문제를 발생시킬 수 있는 와류진동, 플러터, 버페팅과 같은 유해한 진동현상이 발견되지 않았으며, 시공중 내풍안정성 확보를 위하여 대상교량에 내풍케이블을 설치하고 내풍케이블의 수량 및 배치형상에 따른 진동제어 효과를 검토하였다. 본 실험은 현재 풍동실험 요소기술을 이용하여 1,200m급 사장교 풍동실험을 수행하였고 이에 따라 교량이 초장대화 되면서 스케일다운에 따른 보강형질량, 케이블 간격 등 실험모형 제작상 문제점을 확인 할 수 있었으며 이러한 경험을 토대로 향후 1,000m 이상급 초장대 사장교 내풍설계를 위한 기초자료로 활용이 가능할 것으로 사료된다.

• 전산구조공학
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• 제5권1호
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• pp.23-27
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• 1992

형교와 현수의 장점을 결합시켜 개발된 교량형식인 사장교는 시공성과 경제성이 뛰어난 것으로 알려져, 국내에서도 1985년에 완공된 진도대교와 돌산대교를 비롯하여 1989년에 완공된 올림픽대교, 현재공사중인 팔당대교 및 설계중에 있는 서해대교 등 5개의 교량이 있다. 외국의 경우를 보면 독일이 2차대전 후 라인강변에 다수의 사장교를 가설하면서 기술이 개발.확립되었고 최근에는 일본.중국 등에 다수의 장대교량이 설치될 것으로 예상되는 바 계획.설계 및 시공기술의 자립화가 시급하다고 하겠다. 본 고에서는 사장교의 설계시에 필요한 주의사항 및 특성을 소개하고자 한다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.619-622
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• 2011

케이블 정착구 검토를 위해서 사장교 전 체계를 모델링하는 것은 전체모델링 해석시 많은 노력과 시간이 요구되고 해석결과의 분석 또한 어려움이 많다. 따라서 문제가 예상되는 부분만을 국부 상세해석하여 구조적 거동을 정확히 파악하는 것이 필요하다. 케이블 정착부에는 여러 보강재들로 구성되어 있어 국부해석에 어려움이 있다. 따라서 실제와 가능한 한 근접하도록 모델링을 하고 전체 구조물의 거동을 국부 상세모델에 적적히 반영할 수 있도록 경계조건을 설정하는 것이다. 본 논문에서는 부산 지하철 4호선의 아치형 사장교를 국내 범용 구조해석 프로그램인 MIDAS/CIVIL을 이용하여 아치리브와 거더정착구 모델링을 실시하였다. 해석 후 해석의 타당성을 검토하고 정착부의 안전성을 확보할 수 있는지 검토 분석 하고자 한다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.76-77
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• 2011

본 논문에서는 새로운 케이블 교량 형식인 사장-현수 복합케이블 교량 형식에 대한 초기평형상태 해석방법을 제시한다. 구체적으로 복합케이블 교량의 해석방법으로 다음과 같은 두 가지 방법을 제안한다. 우선 사장교의 초기평형상태 해석에서 사용된 전체 구조물을 하나의 구조물로 생각하여 해석하는 일괄방식 해석방법을 제안한다. 이 방법을 적용하는 과정에서 행어부문의 거동이 기존의 가정에 위배되는 문제점이 발견되었는데, 이러한 문제점은 변위복원방식의 successive iteration 을 적용하여 해결하였다. 다음으로 현수교의 초기평형상태 해석에서 사용된 전체 구조물을 현수교 부문과 사장교 부문 그리고 행어 부문의 3가지 부문으로 분리하여 해석하는 분리방식 해석방법을 제안한다. 이 방법을 적용하는 과정에서는 위의 일괄방식 해석방법에서 나타난 행어의 거동이 기존의 가정에 위배되는 현상과 더불어, 분리된 각 부문의 평형 조건과 적합조건이 일치하지 않는다는 문제점이 발생하였다. 이러한 추가의 문제점은 타워 최상단부의 수평변위를 적절히 구속시키고 각 부문 해석의 초기값을 조절하여 해결하였다. 마지막으로 제안된 두 가지 방법을 Deck에 캠버가 있는 적절한 예제를 통해서 검증하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권5호
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• pp.87-95
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• 2014

사장교는 다수의 케이블에 의해 지지되어 복잡한 거동을 하는 구조체이며, 측경간 케이블에 의해 단부교각에서 부반력이 발생한다. 이를 해결하기 위해 적절한 측경간비를 설정해야 하고 앵커교각의 부반력 대책을 강구해야 한다. 부반력 제어 대책으로는 중간교각, 카운터 웨이트 등을 설치하는 방안이 있으며 이에 따라 사장교의 구조계가 결정된다. 밤콩교량은 타당성 검토 단계에서 5경간 사장교로 계획되었다. 하지만 시공성 및 경제성 등의 문제로 실시설계 단계에서 3경간 사장교로 변경되었다. 시공성을 확보하기 위하여 중간교각을 배제하였고, 이에 따른 부반력을 제어하기 위해 측경간비를 증가시켰다. 그 결과, 원안 설계에 비하여 시공성, 구조적 안전성, 효율성을 확보할 수 있었다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.48-51
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• 2011

사장교에서 케이블은 하중을 지지하는 주요 부재로, 케이블 장력은 사장교의 건전성과 안전도 평가에 있어서 매우 중요한 변수이다. 케이블 장력을 추정하기 위한 대표적인 방법으로는 로드셀을 이용한 직접법과 진동 계측 자료를 이용한 간접법 등이 있으며, 최근에는 자기장-응력 관계를 이용한 EM(Elasto-Magnetic) 센서 측정법이 개발되어 케이블 장력 추정에 적용되었다. 본 논문에서는 세 가지 장력 추정 기법을 실제 시공중인 사장교에 적용하여, 그 성능을 상호 비교하였다. 본 연구는 한국의 KAIST와 미국 Northeastern 대학교의 공동연구로 수행되었다. 대상 교량은 부산 화명동과 김해 초정리를 연결하기 위해 현재 건설중인 화명대교이다. 화명대교의 교량 형식은 2주탑 콘크리트 사장교 (주탑 경간장 270m, 총 사장교 구간장 500m)이며, 사장재로는 MS (Multi-Strand) 형 케이블이 사용되었다. 실험 당시 화명대교는 중앙경간의 폐합 후 선형관리를 위한 장력조정작업을 수행하였으며, 케이블 재긴장시의 정확한 장력관리를 위하여 로드셀을 이용한 Lift-off test방법으로 케이블의 장력을 측정하였다. 이와 동시에 두 개의 케이블을 대상으로 진동 가속도 센서와 EM 센서를 설치하고 장력 계측을 수행하였으며, 재긴장 단계별 장력 변화치를 지속적으로 계측하였다. 계측된 결과를 바탕으로 케이블 장력 추정 기법의 정확성 및 실교량에서의 활용성을 비교하였다.

• 전산구조공학
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• 제6권3호
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• pp.24-37
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• 1993

본 고에서는 강구조물의 유지관리 중에서도 사장교와 현수교의 유지관리에 관한 기술의 현황과 내구성 향상을 목표로 한 향후의 과제를 중심으로 기술하고자 한다.